“抗痛风纳米机器人”，一场精准阻击“深入骨髓之痛”的科研闯关

痛风，是人体内尿酸结晶堆积引发的剧烈关节炎症，严重发作时关节疼痛如刀割、针刺、火烧般深入骨髓，已累及全国超8000万患者。传统药物治疗虽能降解尿酸缓解症状，却像“灭火器”只能扑灭明火，无法清除隐患，尿酸降解后产生的过氧化氢更像“余烬”，长期损伤关节，甚至引发心血管疾病。更棘手的是，人体自身早已失去分解尿酸的“工具”——尿酸酶（UOx）。如何设计一个既能高效降解痛风患者体内尿酸、又能自动清理“余烬”的智能系统？这成了全球医学科研者竞逐的难题。

日前，我校药学院涂盈锋教授团队在Nature Communications发表了题为“Gout management using uricase and sodium citrate hollow mesoporous nanomotors”的研究论文。该研究构建了一种负载有柠檬酸钠和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“纳米马达”，作为可移动的能量转换器件，用于痛风安全高效的主动治疗，也成为全球首个利用二氧化硅“纳米马达”开展痛风主动治疗的研究。

来源：新闻中心

文/柯佳 胡琼珍

图/夏涛

在纳米世界打造“自我升级的机器人”

传统痛风治疗长期面临疗效与副作用并存的困境，非甾体抗炎药和秋水仙碱虽能缓解急性发作，但长期使用易引发胃肠道损伤和肝肾毒性；别嘌醇等降尿酸药物存在超敏反应风险，部分患者经常被迫中断治疗。同时，严格的低嘌呤饮食控制常因执行困难而疗效打折，而间歇性治疗模式又导致患者血尿酸波动，反而加剧尿酸结晶沉积。这种“止痛易、治本难” 的现状，迫使医学界持续探索更精准安全的治疗策略。

在摸索研究中，涂盈锋团队成员偶然注意到蜜蜂采蜜时会释放信息素引导同伴，形成高效的“群体作业”。这启发了团队有了“纳米蜂群”的大胆设想，能否设计一种能在人体关节内自主运动的纳米颗粒，携带人体匮乏的降解尿酸的酶，像一只只小蜜蜂一样，在关节内自主协作，精准“围攻”尿酸结晶？于是，可负载柠檬酸钠和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“自驱动纳米马达”的概念诞生了，它就像一台微型机器人，在人体关节腔内一边“吃掉”尿酸，一边将有害的降解产物过氧化氢转化为无害的水和氧气，形成自给自足的“能量循环链”。

“我们不是单纯在制造尿酸酶纳米颗粒，而是在纳米世界实现微小颗粒的自主运动。”团队主创成员刘璐表示，要让尿酸酶纳米颗粒在关节腔内自主运动“扫除”尿酸和降解产物，就必须赋予纳米颗粒较快的运动速度。

“纳米马达”自主运动的核心是硅壳的不对称孔洞，但因为初期合成的孔洞要么太大（>150 nm），颗粒易碎裂，要么太小（<50 nm），离子梯度推力不足。团队反复尝试不同配比的溶胶-凝胶反应，最终将孔径稳定在85.8 ± 21.3 nm，这相当于头发丝直径的千分之一。

最初研发的“纳米马达”像无头苍蝇般，只能随机移动（布朗运动），效率极低。团队研究发现尿酸降解会产生离子梯度，就像火箭喷射气体产生推力一样。利用这一原理，团队在纳米颗粒表面“凿”出一个不对称的孔洞（类似火箭尾喷口），让纳米颗粒能像赛车一样自主加速，使其运动速度提升了近3倍。由于纳米颗粒表面孔洞的大小和位置需精确到纳米级，为实现其稳定量产，团队还反复尝试了上百种硅壳合成工艺，最终通过“一步法”化学合成实现了目标。

尿酸酶非常脆弱，如何防止高温、酸性、蛋白酶随时可能对尿酸酶的摧毁？团队为“纳米马达”特别设计穿上了“硅壳铠甲”，通过表面氨基包裹，来修饰固定酶分子。通过实验发现，包裹后的尿酸酶在70℃高温下仍保留46%活性，抵御蛋白酶的能力提升了2.5倍。这相当于给士兵穿上防弹衣，让它们在恶劣环境中也能持久作战。

目前，负载柠檬酸钠和尿酸酶的“纳米马达”在动物实验模型中已展现卓越疗效，关节损伤修复率超90%，且无副作用。下一步，团队将推进临床试验，通过将“纳米马达”注射进人体关节腔，在5年内实现痛风患者 “一针治疗”的目标。从更长远看，“纳米马达”的技术还可拓展至其他代谢性疾病，例如运用葡萄糖驱动的“纳米马达”治疗糖尿病，或用胆固醇降解酶对抗动脉粥样硬化，“主动纳米医疗”的时代正在到来。

精准，是通往临床转化的唯一桥梁

“纳米世界是科学与艺术的交界，在这里想象力决定天花板，但细节决定生死。” 涂盈锋说道。严谨求实，精益求精是团队追求的真理。在纳米粒物理混合负载柠檬酸钠的过程中，团队深切感知精准在实验中的重要性。

在最初制备工艺环节中，团队将柠檬酸钠通过简单的物理混合负载到纳米颗粒表面。体外实验数据显示，形成的“纳米马达”能高效降解尿酸，且过氧化氢清除效果显著。然而，当第一批实验鼠接受“纳米马达”注射后，监测系统显示实验鼠关节腔内的pH值出现了短暂但剧烈的波动，从正常范围的7.4骤降至6.8，随后又迅速回升。尽管未造成严重副作用，但pH的不稳定性可能导致尿酸结晶重新沉积，抵消了治疗效果。

“这不太对劲！”项目负责人刘璐盯着屏幕上的数据皱起眉头，“柠檬酸钠的负载可能出了问题。”

团队连夜展开排查。X射线光电子能谱（XPS）证实，钠元素的原子百分比在不同颗粒间差异显著。原来，物理混合法靠的是随机吸附，导致吸附的柠檬酸钠在纳米颗粒表面分布不均。在体内复杂环境中，柠檬酸钠局部浓度过高，会短暂提升pH，而低浓度区域则无法维持碱性，引发波动。

“必须精确控制负载量！”团队成员李秀榕提议，“试试静电吸附法。”团队重新设计工艺，利用纳米颗粒表面氨基（-NH ）的正电性，与带负电的柠檬酸钠通过静电作用定向结合。通过调整pH和离子强度，团队优化了吸附条件，确保每颗纳米粒表面均匀吸附和柠檬酸钠覆盖。验证实验令人振奋，负载效率显著提升。监测系统显示接受“纳米马达”注射后的实验鼠关节腔内的pH值稳定维持在7.5-7.8，持续72小时无波动。

在纳米尺度下，任何微小的工艺偏差都可能被无限放大。柠檬酸钠的负载不均不仅是技术问题，更揭示了从“粗放混合”到“精准控制”的范式转变。如今，这项静电吸附工艺已被写入团队的核心专利，并为后续开发其他酶驱动纳米机器人奠定了基础。

从“痛风克星”到“智能医疗团队”

“每一个微小的突破，终将汇成改变人类健康的洪流。” 涂盈锋表示。长期以来，涂盈锋带领团队深入开展“自驱动微纳米马达”生物医学应用等方面研究，专注于开发响应性纳米载体（如pH、温度、光敏感材料），用于肿瘤靶向治疗和精准药物控释，其研究的微纳米机器人在药物递送中可突破传统技术局限，被同行评价为“开拓性研究”。

同时，团队还以解决实际医学难题为目标，强调“从实验室到病床”的转化理念。聚焦先进生物材料领域，设计了新型生物相容性材料（如水凝胶、高分子聚合物等），应用于组织工程和再生医学，并深入结合材料科学、生物医学工程与药学，推动基础研究向临床转化，部分技术已进入动物实验或合作临床试验阶段。

除了追逐前沿的科学研究，强基固本的人才培养，同样是涂盈锋团队追求的目标。在涂盈锋的办公室里，有一个展示柜里，摆放着许多3D真人手办，据他介绍，这是在每年毕业季，学生们赠送他的毕业礼物，年复一年增多的可爱手办队列，正是这个平均年龄26岁的朝气蓬勃科研团队的缩影。

这个团队汇集了药学、材料学、化学、医学等多学科背景成员，涂盈锋坚持“分类施教”，结合学生自身优势，针对性指导开展科研与职业规划，鼓励学生“做有温度的科研”，培养了一批兼具创新能力与社会责任感的青年学者。

痛风“纳米马达”的故事，不仅是技术的大胆创新，更是一群青年科研工作者用坚持与智慧对抗病魔的写照。未来，当患者因一针注射而远离关节剧痛时，或许会想起，这背后是无数个实验室的不眠之夜，是一代科研人对“生命精准”的不懈追求。

涂盈锋团队

国家重点研发计划“老年期情绪与行为障碍诊断与治疗关键技术研究”项目启动

南医讯 （文/中西医结合医院 杨芳 邓淑云） 4月11日，由我校中西医结合医院教授安建雄牵头承担的国家重点研发计划“常见多发病防治研究”重点专项——“老年期情绪与行为障碍的诊断体系及治疗关键技术研究”项目启动和研究实施方案研讨会召开。

安建雄团队近年来在此领域基于大量临床及基础研究，原创性提出“慢性失眠、抑郁障碍全神经损伤学说”，率先提出多模式睡眠创新疗法、“两快一滴定”“超级磁休克”“超级电休克”等中国特色多模式难治性抗抑郁疗法和“两弹一调控”疼痛创新疗法；主编第一部失眠抑郁创新诊疗相关著作，技术普及县级医院。

项目以“情绪与行为障碍”这一重大临床问题为核心，整合多模态数据与人工智能技术，旨在构建疾病风险评估、精准诊断及个性化干预的全链条服务体系。

颈深部淋巴-静脉吻合术对抗阿尔茨海默症

南医讯 （文/广东省人民医院 孙传伟 冯淑君）近期，我校广东省人民医院先后为两名严重阿尔茨海默症老年患者开展了颈深部淋巴-静脉吻合手术，通过建立特定通路加速脑中“坏”蛋白代谢，术后观察患者吃饭、情绪问题得到明显改善。手术的成功标志着医院在阿尔茨海默症的显微外科治疗领域迈出了重要一步。

手术由烧伤与创面修复科、神经科、麻醉科、核医学科、超声科、影像科等多个学科团队（MDT）协作完成。广东省人民医院显微外科治疗团队罗红敏医师介绍，目前阿尔茨海默症的具体发病机制尚未完全明确，但脑组织内蛋白类物质的蓄积被认为是重要的发病机制之一。颈深淋巴-静脉吻合术通过在颈部建立淋巴管与静脉的吻合通道，改善脑脊液淋巴引流，促进致病蛋白“排污”，从而延缓甚至逆转病情进展。

2024年，医院成立了阿尔茨海默症MDT团队，并多次召开脑神经功能障碍研讨会，以科学、规范地推进阿尔茨海默症的显微外科治疗。同年10月，该技术获得了伦理批件，可正式施行该项探索性的新手术。

声动力与细菌铜死亡策略结合，突破骨髓炎治疗瓶颈

南医讯 （文/第五附属医院）骨骼感染性疾病骨髓炎，在常规临床治疗中容易面临着病原体耐药性和疾病复发的双重挑战。日前，我校第五附属医院创伤骨科学科带头人钟华团队与广东省人民医院副研究员彭峰团队合作，结合声动力和细菌铜死亡策略，研发了超声响应下具有高效杀菌能力的CuFe2O4@MoS2纳米异质结制剂，为该疾病的治疗提供了新策略。

本次研究理论计算表明，异质结界面可加速氧气吸附，诱导电子流向界面上的氧原子，从而增强界面电子-空穴对的分离。CFO@MoS2中释放出的铜离子在超声波作用下发生价态变化，激活芬顿反应，释放活性氧种来杀死细菌。基因测序显示，超声激活的CFO@MoS2会破坏细菌能量合成，干扰细菌代谢，并诱导铜相关细菌死亡。更为重要的是超声产生的微电流刺激协同释放的铜和铁离子促进血管生成和成骨基因的表达，加速骨再生。

该突破性研究成果在《Biomaterials》上在线发表，创伤骨科马肃霜医生为论文共同一作，钟华和彭峰为通讯作者。

利用环状gRNA技术显著提升Cas12f系统编辑效率

南医讯 （文/基础医学院） 近日，我校基础医学院荣知立、林瑛团队通过环状gRNA技术，将Cas12f系统的基因编辑效率、递送可行性和安全性提升至新高度，为遗传病、肿瘤等临床治疗提供了更高效且易用的工具，同时推动了基因编辑技术向微型化与精准化发展。

CRISPR/Cas系统因其高度的靶向性和功能多样性，在基因编辑领域得到广泛应用。如果把基因编辑工具比喻成“剪刀”，传统的Cas9和Cas12a像大剪刀，虽然好用，但个头太大，很难塞进运输工具（比如病毒载体）送到人体细胞内。而Cas12f就像一把“迷你剪刀”，体积只有传统剪刀的1/3，但剪基因的效率太低，像电量不足的玩具剪刀。为突破该瓶颈，荣知立、林瑛团队创新性地设计并优化了cgRNA，cgRNA可将基因激活效率提高1.9至19.2倍；结合相分离策略后，效率进一步提升2.3至3.9倍。在腺嘌呤碱基编辑（ABE）系统中，cgRNA不仅提高了编辑效率，还显著缩窄编辑窗口，降低脱靶风险，增强了编辑精准性。本研究为开发适用于体内递送的小型CRISPR系统提供了有力支持，尤其在需高效、精准编辑的疾病治疗中展现出广阔应用前景。

该研究成果在Nature Communications上发表，广州医科大学教授张鑫、我校基础医学院硕士研究生李梦绕为共同第一作者，荣知立教授和林瑛副教授为共同通讯作者。

胃癌智能精准外科人工智能领域的数字化创新

南医讯 （文/图 南方医院） 近日，由日本胃癌协会（JGCA）主办的第97届日本胃癌协会年会上，我校南方医院普通外科胃癌智能精准外科科研团队在科室主任胡彦锋带领下，携4项研究成果受邀参会。胃肠亚专科陈豪副教授、胡彦锋教授团队研究成果聚焦分子影像精准示踪、微创手术人工智能两大核心领域，与大会主题高度契合，引发国际同行的高度关注与热烈讨论。

作为全球胃癌领域历史最悠久、影响力最广的学术会议，本届大会以“胃癌科学中的数字化创新”为主题，展示了胃癌药物治疗、手术技术创新、早期胃癌内镜治疗及高龄患者管理的最新成果。

胡彦锋团队在国际上原创性开展胃癌分子影像精准诊疗的基础与转化研究，有望在细胞水平提供可视化示踪胃癌转移淋巴结、隐匿腹膜转移灶、病灶生物学边缘的手术导航方案，代表性成果已发表在Advanced Materials、Advanced Functional Materials等国际权威期刊。

博士生沈国栋提出了一种基于多分子靶向的融合蛋白自组装探针，能克服淋巴转移异质性，实现对转移淋巴结的特异性荧光标记，显著提高了胃癌淋巴结分期的诊断准确性，为保护正常淋巴结、避免过度清扫、改善患者预后提供了新策略。

硕士生何珂钰提出了一种联合分子成像新方法，通过同时靶向肿瘤细胞和肿瘤相关巨噬细胞，明确“肿瘤免疫学边界”，可在手术中实时确定侵袭性边缘，在多种动物模型和临床样本中均能有效识别肿瘤边界，为未来实现胃癌“量体裁衣”手术提供了新思路。

硕士生席一杰提出了一种同时针对肿瘤细胞和免疫微环境的多重成像新方案，能帮助筛选免疫获益优势人群，有助于动态监测和预测免疫治疗疗效，准确区分不同免疫原性肿瘤，避免“事后决策”的被动，为在体监测肿瘤PD-L1表达、CD8+T细胞浸润及活化状态提供了新策略。

本次大会开设“导航手术新进展”专场，经遴选后仅8项口头报告入选，包括4项聚焦手术人工智能，其中一项来自南方医院普通外科陈豪。其研究采用人工智能算法成功开发了“基于真实手术图像的术中血管导航系统”，可在胃癌术中实时识别8类手术场景和15类关键血管，为血管保护提供可视化预警，有效减少血管损伤，提高手术安全性。

我校参会成员展示研究成果，引发国际同行的高度关注与热烈讨论